来源：科技日报 | 2021-01-19 14:12:02 |
物理学家在玻璃的固液转变研究中发现了一种全新的物质状态，他们称这种介于固态和液态(如凝胶)之间的新物质状态为“液态玻璃”。
研究人员通过化学方法合成了球状的聚合物核壳胶体粒子，并用不同的荧光基团染色。之后对胶体粒子进行热机械拉伸，使其成为椭球状，冷却并稳定化处理后，再将它们混入合适的溶剂中。用这种方法制备的胶体粒子尺寸为微米级别，它们相对于原子和分子更大，更便于使用光学显微镜观察研究。同时，由于其独特的形状，这种粒子更具方向性。
德国康斯坦茨大学软凝聚态理论教授马蒂亚斯·福克斯谈到：“我们的实验从理论高度来看十分有趣，它为临界波动和玻璃状阻滞之间相互作用的存在提供了证据，这是科学界一直在研究的问题。”
当材料从液态转变成固态，分子通常会排列成长程有序的晶体结构，但玻璃并非如此，其分子会被锁定在无序的状态中。研究中，研究人员改变了悬浮液中的粒子浓度，使用共聚焦显微镜追踪粒子在三维空间中的平移和旋转运动。当粒子密度到达一定程度之后，转动自由度被冻结，而平移运动依旧存在，由于粒子呈椭球状，因此可以观察到转动自由度被冻结时粒子的角度。他们发现，这些粒子聚集形成了取向近似的局部玻璃态结构，在材料内部形成阻塞，阻止液晶的形成。该状态即被称为液态玻璃，这意味着，这些粒子的灵活程度高于玻璃中的分子。
康斯坦茨大学物理化学系教授安德烈亚斯·祖姆布希解释说：“由于我们的粒子独特的形状，它们具有方向性，这是不同于球状粒子的，这导致了全新的、从未研究过的复杂现象。”
实际上，液态玻璃产生于两种相互竞争的玻璃态转变的相互作用：一是规则相变，另一种是非平衡相变。其中，影响液态玻璃制备的关键因素是粒子的形状和浓度。此前，液态玻璃一直是理论上的预测，研究人员希望这次的发现，可以帮助我们更好地理解玻璃态转变是如何在微纳尺度下工作的。
该研究进一步表明，这一发现不仅仅局限于玻璃体系，类似的动力学还可能有助于揭示，从最小的生物细胞到整个宇宙系统中，所有无法解释的复杂系统和无序状况背后的原因。同时，还有助于指导生产应用，如胶体上层结构的自组装，液晶器件的未来发展等。
2022-04-22 10:46:41
2022-04-22 10:40:29
2022-04-22 10:35:25
2022-04-22 10:32:50
2022-04-22 10:27:44
2022-04-24 09:48:22
2022-04-24 09:48:16
2022-04-24 09:48:13
2022-04-24 09:48:11
2022-04-24 09:48:05
2022-04-24 09:47:31
2022-04-24 09:47:29
2022-04-24 09:47:28
2022-04-24 09:47:18
2022-04-24 09:46:55
2022-04-24 09:46:44
2022-04-24 09:46:22
2022-04-24 09:46:13
2022-04-24 09:46:09
2022-04-24 09:46:04
2022-04-24 09:46:00
2022-04-24 09:45:57
2022-04-24 09:45:51
2022-04-24 09:45:47
2022-04-24 09:45:30
2022-04-24 09:45:04
2022-04-24 09:44:22
2022-04-24 09:44:22
2022-04-24 09:44:19
2022-04-24 09:44:04
2022-04-24 09:43:55
2022-04-24 09:43:32
2022-04-24 09:43:20
2022-04-24 09:43:03
2022-04-24 09:42:58
2022-04-24 09:42:54
2022-04-24 09:42:47
2022-04-24 09:42:43
2022-04-24 09:42:40
2022-04-24 09:42:37
2022-04-24 09:42:36
2022-04-24 09:42:24
2022-04-24 09:42:13
2022-04-24 09:41:59
2022-04-24 09:41:57
2022-04-24 09:41:51
2022-04-24 09:41:45
2022-04-24 09:41:44
2022-04-24 09:41:33
2022-04-24 09:41:23
2022-04-24 09:41:16
2022-04-24 09:41:15
2022-04-24 09:41:03
2022-04-24 09:40:58
2022-04-24 09:40:55
2022-04-24 09:40:50
2022-04-24 09:40:25
2022-04-24 09:40:18
2022-04-24 09:39:54
2022-04-24 09:39:46
2022-04-24 09:39:44
2022-04-24 09:39:26
2022-04-24 09:39:10
2022-04-24 09:38:59
2022-04-24 09:38:57
2022-04-24 09:38:39
2022-04-24 09:38:27
2022-04-24 09:38:21
2022-04-24 09:38:13
2022-04-24 09:38:04
2022-04-24 09:38:03
2022-04-24 09:37:49
2022-04-24 09:37:38
2022-04-24 09:37:37
2022-04-24 09:37:30
2022-04-24 09:37:25
2022-04-24 09:37:13
2022-04-24 09:37:08
2022-04-24 09:37:06
2022-04-24 09:36:59
2022-04-24 09:36:45
2022-04-24 09:36:39
2022-04-24 09:36:21
2022-04-24 09:36:06
2022-04-24 09:36:06
2022-04-24 09:35:45
2022-04-24 09:35:30
2022-04-24 09:35:07
2022-04-24 09:34:58
2022-04-24 09:34:53
2022-04-24 09:34:52
2022-04-24 09:34:20
2022-04-24 09:34:14
2022-04-24 09:34:11
2022-04-24 09:34:01
2022-04-24 09:33:41
2022-04-24 09:33:12
2022-04-24 09:33:05
2022-04-24 09:33:00
2022-04-24 09:32:55
2022-04-24 09:32:28
2022-04-24 09:32:07
2022-04-24 09:32:05
2022-04-24 09:32:01
2022-04-24 09:32:00
